JP6917291B2 - 非接触環状シール、遠心ポンプ、インペラリング、及びケーシングリング - Google Patents
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Description
な形状とすると、鋭角にするほどシールの隙間内の圧力損失が大きくなるので、一般的に溝等を有する非接触環状シールに比べて漏れ性能が劣る平行環状シールであっても、漏れ量を低減することが可能になった。
シール40を構成するケーシングリング41が取り付けられる。ケーシングリング41の内周面に対向する回転軸20の外周面には、評価対象の非接触環状シール40を構成するインペラリング42が取り付けられる。
による影響は見られなかった。一方で、圧力差が1Kgf/cm2、10Kgf/cm2、100Kgf/cm2の場合には、角度θs及び角度θrの大きさによる影響が見られた。具体的には、角度θs及び角度θrの大きさを鋭角にするほど、隙間を流れる水に作用する抵抗が増大することがわかった。すなわち、位置Bの圧力降下δPは、角度θs及び角度θrが90度、60度、45度、30度と鋭角になるに従って大きくなった。また、それに伴い、非接触環状シール40の隙間を流れる漏れ流量は、角度θs及び角度θrが90度、60度、45度、30度となるに従い低減した。このような傾向は、圧力差が1Kgf/cm2、10Kgf/cm2、100Kgf/cm2の場合で同じように見られた。
ング42及びケーシングリング41の傾斜面44は、それぞれ、インペラリング42の外面及びケーシングリング41の内面に対して鋭角に傾斜するように構成される。本明細書において、図6に示す非接触環状シール40を実施例2とする。
きく2.5以下が好ましいといえる。
40…非接触環状シール
41…ケーシングリング
42…インペラリング
43…起点
44…傾斜面
51…回転体
52…静止部材
53…面取り部
54…傾斜面
55…平坦面
70…遠心ポンプ
71…回転軸
72…羽根車
73…ケーシング
Claims (10)
- 回転機械の回転体と、前記回転体と半径方向に隙間を有して対向する静止部材とを備え、前記隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールであって、
前記回転体及び前記静止部材は、互いに対向する平滑な対向面を有し、
前記回転体及び前記静止部材の少なくとも一つは、前記軸方向に平行な断面において前記対向面に対して鋭角に傾斜するように構成された傾斜面を、前記高圧側の端面に有し、
前記隙間の前記高圧側の入り口は、前記回転機械のポンプ機能による流れ方向とは異なる方向に向けた流れが流入し、
前記回転体と該静止部材の該隙間を形成する平行線の長さLと、該回転体及び前記静止
部材の少なくともいずれか一方の前記隙間断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす鋭角により形成される尖縁部高さhとの比h/Lが0.2以上0.5以下である、非接触環状シール。 - 回転機械の回転体と静止部材が、互いに半径方向に隙間を有して向かい合う部分で、該隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールにおいて、
前記隙間で向かい合う回転体と静止部材の各々の面が、平行に滑らかに向かい合っているとともに、
前記軸方向に平行な断面において、前記回転体と前記静止部材の前記隙間を形成する平行線と、前記回転体及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の前記隙間の断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす角が鋭角な形状であり、
前記隙間の高圧側入り口は、前記回転機械のポンプ機能による流れ方向とは異なる方向に向けた流れが流入し、
前記回転体と該静止部材の該隙間を形成する平行線の長さLと、該回転体及び前記静止
部材の少なくともいずれか一方の前記隙間断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす鋭角により形成される尖縁部高さhとの比h/Lが0.2以上0.5以下であることを特徴と
する非接触環状シール。 - 前記回転体と前記静止部材の前記隙間で向かい合う各々の面が、前記隙間の高圧側端部から低圧側端部まで平行に滑らかに向かい合っていることを特徴とする請求項2に記載の非接触環状シール。
- 前記隙間の高圧側と低圧側の圧力差は1kgf/cm2以上であることを特徴とする請
求項2または3に記載の非接触環状シール。 - 前記回転体と前記静止部材の前記隙間を形成する平行線と、前記回転体及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の前記隙間断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす角は15度から60度であることを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の非接触環状シール。
- 回転体と、前記回転体と半径方向に隙間を有して対向する静止部材とを備え、前記隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールを備えた遠心ポンプにおいて、
前記回転体及び前記静止部材は、互いに対向する平滑な対向面を有し、
前記回転体及び前記静止部材の少なくとも一つは、前記軸方向に平行な断面において前記対向面に対して鋭角に傾斜するように構成された傾斜面を、前記高圧側の端面に有する、遠心ポンプ。 - 回転機械の回転体と静止部材が、互いに半径方向に隙間を有して向かい合う部分で、該隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールを備えた遠心ポンプにおいて、
前記非接触環状シールは、前記隙間で向かい合う回転体と静止部材の各々の面が、平行に滑らかに向かい合っているとともに、
前記軸方向に平行な断面において、前記回転体と前記静止部材の前記隙間を形成する平行線と、前記回転体及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の前記隙間の断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす角が鋭角な形状であることを特徴とする遠心ポンプ。 - 遠心ポンプの羽根車とケーシングが、互いに半径方向に隙間をもって向かい合う部分の羽根車外周に備えられ、該隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールのインペラリングにおいて、
前記インペラリングの外周面は円筒状であり、
前記インペラリングの軸方向断面において、前記インペラリングの外周面を形成する平行線と、前記インペラリングの軸方向の少なくとも一端におけるなす角が鋭角な形状であることを特徴とするインペラリング。 - 遠心ポンプの羽根車とケーシングが、互いに半径方向に隙間をもって向かい合う部分のケーシング内周に備えられ、前記隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールのケーシングリングにおいて、
前記ケーシングリング内周面が円筒状であり、
前記ケーシングリングの軸方向断面において、前記ケーシングリングの内周面を形成する平行線と、前記ケーシングリングの軸方向の少なくとも一端におけるなす角が鋭角な形状であることを特徴とするケーシングリング。 - 回転機械の回転体と静止部材が、互いに半径方向に隙間を有して向かい合う部分で、該隙間の高圧側から低圧側に軸方向に流れる流体の流量を低減する非接触環状シールにおいて、
前記隙間で向かい合う回転体と静止部材の各々の面が、平行に滑らかに向かい合っているとともに、
前記軸方向に平行な断面において、前記回転体と前記静止部材の前記隙間を形成する平行線と、前記回転体及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の前記隙間の断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす角が鋭角な形状であり、
前記回転体と前記静止部材の前記隙間を形成する平行線の長さLと、前記回転体及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の前記隙間断面の平行線の前記高圧側の起点とのなす鋭角により形成される尖縁部高さhとの比h/Lが0.2以上0.5以下である、非接触環状シール。
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